Medio De Cultivo -Microbiologia

MEDIOS DE CULTIVO

Los medios de cultivo son ambientes creados para permitir el desarrollo, conservación y estudio de los microorganismos.

El estudio de los microorganismos exige como requisito previo poder cultivarlos en condiciones de laboratorio. Para lograrlo, es necesario conocer los elementos nutritivos y las condiciones físico-químicas que necesitan para su crecimiento. Estos elementos nutritivos se eligen en base a la composición química de la célula, la cual es ampliamente constante en el mundo viviente, y es indicativa de los requerimientos principales para el crecimiento.

El agua constituye el 80 % al 90% de la célula y, es entonces, el principal nutriente en términos cuantitativos.

La sustancia seca de la célula contiene además de H2 y O2 (que son metabolitos derivados del agua), C, N, P y S, en orden decreciente en abundancia.

Si consideramos un peso seco base, en la célula, el 50% corresponde al C, el 20 % al O2 , el 14 % al N2 , el 8 % al H2, y el 2,5 % al P; otros elementos como iones inorgánicos, están incluidos en la fracción que queda.

Estudios nutricionales demuestran que los iones Na, K, Ca, Mg, Fe, Zn y Cl, son requeridos por casi todos los microorganismos, y deben ser incluidos como sales en los medios de cultivo, incluso en los más puros, son llamados micro nutrientes u oligoelementos. Los componentes microbianos funcionan principalmente en el metabolismo microbiano como activadores de ciertas enzimas.

Para una mejor comprensión del tema, debemos comenzar por definir que es nutriente. Los nutrientes son compuestos que los microorganismos necesitan tomar del medioambiente para satisfacer los requerimientos de la célula en materias primas para la biosíntesis y fuentes de energía: agua, una fuente de carbono, nitrógeno, fósforo y azufre, que en conjunto forman las cuatro biomoléculas indispensables para la vida: proteínas, lípidos, hidratos de carbono y ácidos nucleicos.

Agua: Constituye el 80 al 90 & del peso seco de la célula. Todas las reacciones químicas en los organismos vivos requieren un ambiente acuoso, y por lo tanto, para que un microorganismo crezca debe tener agua a su disposición.

Carbono: Le da la posibilidad de utilizar la energía química almacenada en su molécula.

Nitrógeno: es utilizado con fines plásticos, es decir para sintetizar las estructuras celulares necesarias.

Fósforo: Se lo utiliza como reserva de energía, en la síntesis de ácidos nucleicos y para mantener el equilibrio ácido-base intracelular, es suministrado al medio como fosfatos.

Azufre: Puede ser suministrado al medio como fuente inorgánica y orgánica, para la obtención de energía y/o para la síntesis de aminoácidos.

Los alimentos o nutrientes exigidos por las bacterias, varían según los microorganismos. Los podemos clasificar en:

1) Alimentos Escenciales: se colocan en el medio de cultivo y pueden ser utilizados por la célula. Penetran por diferentes mecanismos de transporte. Si se trata de macromoléculas, requieren de una hidrólisis previa que se hace por medio de enzimas extracelulares, formadas por las bacterias y liberadas al medio. Ej, un metabolito como la glucosa.

2) Metabolitos Escenciales: son compuestos que la célula sintetiza en el interior a partir de los alimentos escenciales, y cuya presencia es indispensable para el funcionamiento celular. No se colocan en el medio de cultivo porque no penetran a la célula. Ej. Glucosa fosfato.

3) Factores de Crecimiento: son metabolitos escenciales requeridos en muy pequeña cantidad y que no pueden ser sintetizados por la célula. Es necesario suministrarlos al estado pre- formado en ínfimas concentraciones. Ej: aminoácidos, vitaminas, bases púricas y pirimídicas. Estos factores de crecimiento están generalmente en los medios de cultivo preparados con extracto de carne o levadura. Deben agregarse en los medios sintéticos.

4) Factores Estimulantes: son los que aceleran el ritmo de la división bacteriana cuando son incorporados en los medios. Ej: glucosa y algunos productos de su degradación.

5) Factores de iniciación: son necesarios solo en el primer cultivo en un medio artificial de una bacteria aislada de su medio natural. La bacteria adquiere muy rápidamente la facultad de sintetizarlas.

Factores que influyen en el desarrollo microbiano

Además de los requerimientos nutricionales expuestos anteriormente, para que haya un buen desarrollo de un cultivo se necesita:

1) una temperatura de incubación adecuada.

2) condiciones osmóticas favorables.

3) un determinado potencial de óxido-reducción, relacionado con el tipo respiratorio del microorganismo.

4) una adecuada concentración de iones hidrógeno. (pH)

Confección de medios de cultivo

Al confeccionar un medio de cultivo, la meta principal consiste en proporcionar una mezcla equilibrada de los nutrientes requeridos, a concentraciones que permitan un buen crecimiento.

Podría parecer razonable preparar un medio lo más rico posible portando todos los nutrientes en exceso. Esto no es lo correcto ya que, muchos nutrientes se hacen inhibidores del crecimiento, o resultan tóxicos al elevar su concentración.

Por otro lado, aun cuando el crecimiento pueda tener lugar en un medio concentrado las actividades metabólicas de la población microbiana en crecimiento, llegarán a cambiar la naturaleza del medio ambiente hasta hacerse altamente desfavorables.

Por ello es conveniente aportar cantidades limitantes de nutrientes. Aunque un medio determinado puede ser adecuado para la iniciación del crecimiento, el posterior desarrollo de una población bacteriana puede estar limitado por los cambios químicos que producen debido al crecimiento y metabolismo de los propios organismos. Tal es el caso de los cambios en la acidez o alcalinidad debido al metabolismo de los organismos.

Para evitar cambios excesivos en la concentración del ión hidrógeno con frecuencia se añade al medio un amortiguador (buffer) o bien carbonatos insolubles.

En resumen, el desarrollo de los microorganismos en un medio de cultivo depende de los siguientes factores:

1) disponibilidad de nutrientes.

2) disponibilidad de oxígeno para los organismos aerobios y eliminación del mismo para los aerobios.

3) cierto grado de humedad.

4) pH apropiado.

5) impedir la contaminación.

6) el medio debe ser estéril.

7) temperatura y tiempo de incubación adecuados.

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